Aufnahme und Abgabe von Wärme. Spaßige körperliche Erfahrung zu Hause

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Aufnahme und Abgabe von Wärme. Physikalische Experimente

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Machen wir Experimente, die deutlich zeigen, dass die schwarze Oberfläche Wärmestrahlen stärker absorbiert und abstrahlt.

Nehmen Sie eine mittelgroße Metalldose. Befestigen Sie ein weißes Papierquadrat auf der Außenseite mit Klebeband und auf der gegenüberliegenden (ebenfalls äußeren) Seite ein gleichgroßes, aber beidseitig mit schwarzer Tinte bemaltes Papierquadrat.

Nehmen Sie dann zwei Nickel und legen Sie in die Mitte jeweils ein identisches kleines, erbsengroßes Stück Stearinkerze. Halten Sie die Münze mit einer Zange fest und halten Sie sie an die Flamme einer Kerze oder eines Gasherds. Sobald das Stearin schmilzt, neigen Sie die Münze in verschiedene Richtungen, sodass das Stearin ihre Oberfläche mit einer dünnen Schicht bedeckt. Nachdem Sie die Münze umgedreht haben, befestigen Sie sie in der Mitte des weißen Quadrats und drücken Sie sie mit einem Lappen gegen das Glas. Lassen Sie das Stearin aushärten und kleben Sie, wenn die Münze hält, den zweiten Nickel auf die gleiche Weise in die Mitte des schwarzen Quadrats.

Aufnahme und Abgabe von Wärme

Wenn alles fertig ist, gießen Sie kochendes Wasser bis zum Rand in das Glas und beobachten Sie, was mit den Münzen passiert.

Zunächst verschwindet recht schnell eine Münze von einem schwarzen Quadrat und nach einigen Sekunden verschwindet auch eine weitere Münze von einem weißen Blatt Papier.

Die Bedingungen für die Münzen wurden genau gleich geschaffen, der Unterschied bestand nur in der Farbe der Oberflächen der Papierquadrate, mit denen sie auf die Bank geklebt wurden. Das schwarze Quadrat erhitzte sich schneller als das weiße und die Münze fiel früher ab.

Die aufgeklebten Münzen passen natürlich nicht wie Papierstücke auf die Oberfläche der Dose und bleiben mit ihrem mittleren Teil im Durchmesser haften. Es ist jedoch wichtig, dass das Stearin die Münzen mit einer gleichmäßig dünnen Schicht bedeckt: Die Münzen müssen auf genau die gleiche Weise geklebt werden.

Entfernen Sie nach dem Experiment die Stearinreste von den Münzen und wischen Sie sie gut mit einem Lappen ab.

Kommen wir nun zum Experiment mit der Wärmestrahlung. Wickeln Sie zwei identische Gläser mit weißem Papier ein und verschließen Sie es entlang der Naht. Bemalen Sie die Außenseite eines der Gläser mit schwarzer Tinte. Erwärmen Sie die Gläser mit Wasser (vorsichtig, damit das Papier nicht durchnässt), stellen Sie sie mit etwas Abstand voneinander auf den Tisch und gießen Sie sehr heißes Wasser aus dem Wasserkocher bis zum Rand hinein. Für dieses Experiment benötigen Sie ein Thermometer zur Messung der Wassertemperatur (jedoch ohne Gehäuse).

Aufnahme und Abgabe von Wärme

Mit heißem Wasser gefüllte Gläser sind im gleichen Zustand, der Unterschied besteht nur in der Farbe der Hülle. Wenn Sie sofort, sobald Sie die Gläser mit Wasser gefüllt und auf den Tisch gestellt haben, die Temperatur des Wassers darin messen, stellen Sie sicher, dass sie gleich ist.

Nehmen Sie die nächste Temperaturmessung nach einer Weile, fünfzehn Minuten später, vor. Sie werden bemerken, dass das Wasser im schwarzen Glas stärker abgekühlt ist. Wenn beispielsweise die Temperatur in einem weißen Glas 48° beträgt, beträgt sie in einem schwarzen Glas 47°. Der Unterschied ist zwar gering, nur ein Grad, aber das reicht aus, um sicherzustellen, dass das Wasser im schwarzen Glas schneller abkühlt. Halten Sie das Thermometer immer auf einem festen Niveau. Wenn Sie das Thermometer von einem Glas in ein anderes umstellen, werden Sie feststellen, dass die Alkohol- oder Quecksilbersäule des Thermometers um denselben Temperaturunterschied von einem Grad steigt oder fällt.

Natürlich könnte das Experiment anschaulicher sein, wenn die Gläser oben mit weißen und schwarzen Deckeln verschlossen würden und identische Thermometer hineingesteckt würden. Aber begnügen wir uns mit unseren bescheidenen Beobachtungen. (Übrigens wird alles genauso gut, wenn man zwei identische Dosen nimmt, von denen eine mit Ruß bedeckt ist.)

Autor: Rabiza F.V.

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